Предыдущая страница учебника по биологии Учебник по биологии. 9 класс Следующая страница учебника по биологии

 

Онлайн учебник по биологии
9 класс

§43. Круговорот веществ и поток энергии в биогеоценозах. Продукция биогеоценозов

Выясните по рисунку 207, как осуществляется в биогеоценозах перенос органических веществ и энергии по цепям питания. Почему при этом от звена к звену происходят большие потери энергии?

Передача веществ и энергии в биогеоценозе осуществляется по цепям питания, состоящим из организмов разных трофических уровней. Существует ограничение числа трофических уровней, связанное с потерей энергии. Накопленная продуцентами к последнему трофическому уровню энергия иссякает. Поэтому круговорота энергии в биогеоценозе, в отличие от круговорота веществ, не происходит. Существует лишь поток энергии, связанный с ее превращением и расходыванием на каждом трофическом уровне.

Перенос веществ и энергии по цепям питания. Как вы уже знаете, в биоценозах, как составных частях биогеоценозов, сложились пищевые цепи организмов, относящихся к разным трофическим уровням. В каждой цепи питания при поедании одних организмов другими органические вещества пищи и заключенная в них энергия переходят от звена к звену, с одного трофического уровня на другой. При этом значительная часть пищи организмами не усваивается. Органические вещества усвоенной части пищи расходуются при дыхании, а освобождаемая при этом энергия затрачивается на другие процессы жизнедеятельности. Большая часть освобождаемой энергии рассеивается в виде тепла. Вещества и заключенная в них энергия, оставшиеся после потерь, связанных с процессами пищеварения, дыхания и выделения, идут на рост организмов, поддержание их жизнедеятельности и размножение.

В среднем, в пищевых цепях от растений к растительноядным животным переходит около 10% органических веществ и заключенной в них энергии, а от животных к животным — около 20%. Такие различия связаны с тем, что растительноядные животные в целом менее эффективно усваивают пищу, чем плотоядные, ибо растительная пища содержит большое количество трудно перевариваемой клетчатки.

Сети питания организмов

Рис. 207. Сети питания организмов в биогеоценозах луга, поля и леса

Так, для того, чтобы масса тела травоядных животных увеличилась на 100 кг, им надо съесть 1000 кг растительной массы, а благодаря съеденным 100 кг мясной пищи хищники могут увеличить массу своего тела на 10—25 кг. Значит, если на создание 1 кг массы своего тела растительноядные животные затрачивают в 10 раз больше солнечной энергии, чем растения, то плотоядные животные — в 100 раз больше. В связи с большим расходыва-нием на каждом трофическом уровне органических веществ и заключенной в них энергии число звеньев в пищевых цепях биогеоценозов обычно не превышает четы-рех-пяти. Чем длиннее пищевая цепь, тем меньше энергии дойдет до ее последнего звена. Так, через 4-5 звеньев пищевой цепи полученные от продуцентов органические вещества и энергия практически иссекают.

Сети питания организмов. Пищевые взаимоотношения организмов в природных сообществах очень сложны. В них всегда имеется много параллельных, переплетающихся и разветвленных цепей питания, образующих сети питания (рис. 207). Это связано с тем, что обычно каждое звено цепи питания представлено организмами не одного, а нескольких видов, входящих в разные цепи питания. Так, семенами ели питаются мыши, белки, клесты, дятлы. Эти же животные входят и в другие цепи питания, ибо они питаются не только семенами. В разных цепях питания могут одновременно действовать многие насекомоядные птицы, грызуны и хищники.

Чистая первичная продукция биогеоценозов

Рис. 208. Чистая первичная продукция биогеоценозов

Таким образом, переход веществ и энергии в биогеоценозе происходит по всем взаимосвязанным цепям питания, слагающим пищевую сеть биогеоценоза. Угнетение или разрушение любого звена этой сети с неизбежностью отражается на всей пищевой структуре биогеоценоза.

Продукция биогеоценозов. Зеленые растения, как основные продуценты биогеоценозов, используя энергию солнечного света, образуют органические вещества. Количество органического вещества, созданного зелеными растениями за определенное время на единицу площади биогеоценоза, называют первичной продукцией. Примерно половину энергии, запасенной в процессе фотосинтеза, растения почти сразу используют на дыхание. Остальная запасенная энергия составляет чистую первичную продукцию биогеоценоза. Ее можно определить как скорость увеличения массы растений за какое-то время на единицу площади. Эта продукция служит пищей, доступной растительноядным животным. Чистая первичная продукция бывает различной в биогеоценозах (рис. 208). Причина таких различий связана с тем, что для роста растений необходим ряд ресурсов. Если один из них, в том или ином биогеоценозе, находится в недостатке, то он становится ограничивающим фактором продукции. В пустыне, например, такой ограничивающий фактор — недостаток воды, а в тундре — низкая температура и избыток влаги.

Количество органического вещества, накопленного гетеротрофными организмами на любом трофическом уровне, называют вторичной продукцией биогеоценоза.

Каждый биогеоценоз характеризуется и общей продукцией — суммарным количеством биомассы: приростом массы всех особей, в том числе погибших, массы образованных семян, новорожденных особей, прижизненных выделений и т.п. Величину любой продукции биогеоценозов обычно относят к единице его площади или объема (в г/м2, кг/га и т. д.).

Упражнения по пройденному материалу

  1. Почему в пищевых цепях от первого пищевого (трофического) уровня ко второму переходит только около 10% вещества и энергии?
  2. В связи с чем от консументов первого порядка к консументам второго порядка переходит около 20% вещества и энергии?
  3. Почему пищевые цепи обычно состоят из небольшого числа (4—5) звеньев?
  4. Объясните, в связи с чем в биогеоценозах пищевые цепи образуют сети питания?
  5. Какую продукцию биогеоценоза называют первичной, а какую — чистой?
  6. Что представляет собой вторичная и общая продукция биогеоценоза?

Составьте в тетради несколько цепей питания из организмов, входящих в изображенные на рисунке 207 пищевые сети.

 

Главная >> Онлайн учебники >> Биология 9 класс

Рейтинг@Mail.ru